350Kw급 이하의 초소형 터보제트엔진에서 연료 미립화 특성을 만족하는 분사시스템을 개발하는 것은 매우 어려운 일이다. 그러나 회전 연료 분사시스템은 복잡한 고압연료펌프 시스템 없이도 엔진축의 원심력만을 이용함으로써 좋은 미립화를 할 수 있다. 이러한 이유로, 직경 40 mm의 매우 작은 회전식 연료 인젝터를 제작하였으며, 여러 가지 크기의 분사 오리피스에 대한 실험을 수행하였다. PDPA 측정 시스템을 사용하여 입자의 크기와 속도, 분무분포를 측정하였다. 실험 결과, 분사 오리피스로부터 분출된 단일 액주의 길이는 회전속도에 의해 제어되며, SMD는 회전수가 증가함에 따라 감소하고, 오리피스의 직경과 오리피스 내부에 생성되는 액막두께에 큰 영향을 받는다.
250kw급 MFFC용 연료전지 발전시스템에 적용 가능한 BOP 중에서 터보제너레이터 사이클을 구성하는 구심터빈의 공력설계에 관한 연구를 수행하였다. 기본적인 치수는 평균반경에서의 해석 뿐만 아니라 구심터빈에서 반경 반향으로 변화가 크게 발생하므로 출구측에서 반경반향의 변화를 고려하여 결정하였다. 기본공력설계 과정에서 결정된 구심터빈 임펠러의 자오면 기본형상과 입출구 날개각 등의 기본설계 자료를 바탕으로 임펠러의 기하학적 3차원 형상을 결정하였다. 구심터빈 임펠러의 3차원 블레이드 형상이 결정되면 일련의 CFD를 통한 원심펌프 임펠러 내부의 유동현상을 고찰함으로써 기하학적 형상의 타당성을 검토하는 반복 설계 과정을 수행하였다. 또한, 여러 회전수에 대하여 정익에서와 동익에서의 유량이 일치할 수 있도록 동익 출구의 압력을 조절하여 작동유체의 각 위치에서의 값들을 구하고 각각의 위치에 따라 적절한 손실모델을 적용하여 탈설계점에서의 성능곡선을 구하였다. CFD 해석결과, MCFC 발전시스템에 마이크로 터보제너레이터를 적용시킬 경우에 폐열을 이용하여 16kW 정도의 전력을 추가로 생산할 수 있는 것으로 나타났다.
환형수조는 점착성 퇴적물의 이송특성 연구를 위해 가장 선호되는 실험 장치로 알려져 있다. 과거 많은 연구자들은 퇴적물의 이송특성, 특히 침식/퇴적 특성 조사를 위해 주로 수로를 이용한 실험적 연구를 수행하였는데, 최초의 실험적 연구들은 주로 직선수조에서 수행되었다. 그러나 입자간의 응집이 중요한 역할을 하는 점착성 퇴적물의 경우에, 직선수조 끝단에서의 자유낙하 및 재순환 펌프의 날개에 의해 응집된 토사가 쉽게 분리될 수 있어 그 타당성이 의문시 되어 왔으며, 이러한 단점을 보완하기 위해 환형수조가 고안되었다. 환형수조는 수면과 접하여 회전하는 상부링의 마찰력에 의해 흐름이 생성되기 때문에 시간의 제약 없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류를 형성시켜 반경 방향(radial direction)에서의 바닥전단응력을 불균일하게 하는 단점을 갖는다. 이러한 2차 순환류와 바닥전단응력의 불균일을 저감시키기 위하여 환형수조의 몸체를 상부링의 회전 방향과 역방향으로 직접 회전시키는 방법이 채택되어져 왔다. 한편, 환형수조의 상부링과 몸체를 서로 역방향으로 동시에 회전시키는 양방향 회전(counter-rotation)의 적용을 위해서는 2차 순환류가 최소가 되며 바닥전단응력이 균일해지는 최적 회전속도비에 대한 분석은 필수적 사항이다. 이를 위하여, 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부의 흐름특성 및 평균바닥전단응력에 대한 연구가 선행되어야만 한다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 전북대에 설치된 환형수조의 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부에서의 흐름특성 및 바닥전단응력에 대한 분석이 수행되었다. 또한, 이를 기초로, 환형수조의 최적 회전속도비 산출을 위한 연구가 수행 중에 있다. 이러한 결과들은 추후 환형수조를 이용한 점착성 퇴적물의 침식/퇴적 등과 같은 이송특성 연구시, 퇴적물에 작용하는 흐름조건의 정밀산정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
흉골에 인접한 재발성 대동맥류의 재수술 시, 흉골재절개 중 발생할 수 있는 동맥류의 뜻하지 않은 천공으로 인한 대량출혈의 위험성이 당면한 문제로 남아있다. 대퇴 동, 정맥 삽관을 통한 체외순환으로 초 저체온하 완전순환정지 방법은 안전한 흉골 재절개를 가능하게 한다. 그러나 체온을 떨어뜨리는 동안에 생기는 심실세동을 동반하는 심근수축력 감소는 좌심실의 팽창을 일으키기 쉽다. 따라서 중심체온 저하 시 좌심실의 팽창을 방지하기 위하여 충분한 정맥혈의 배수가 필수적이다. 저자들은 흉골재절개를 시행하기 전에 원심펌프를 이용한 적극적인 정맥혈의 배수를 통해 좌심실의 팽창없이 초 저체온하 완전순환정지에 도달한 방법을 보고하고자 한다.
심실보조장치는 말기 심부전환자에게 심장이식수술 없이 1 년 생존율을 25%에서 52%까지 증가 시킬 수 있는 유일한 장치이다. 하지만 심실보조장치 이식 후 1 년이 이내에 사망하는 원인 중 기기의 고장으로 인한 사망률이 6%를 차지하기 때문에 심실보조장치의 고장이 환자의 심장 움직임과 혈류 역학적인 상태에 영향을 주지 않는 새로운 방법이 필요하다. 기존의 심실보조장치는 원심형, 축심형으로 혈액을 박출해 주는 방식이어서 동맥압 보다 박출하는 압력이 낮을 때 혈액의 역류가 일어나는 문제점이 있다. 본 논문에서는 박출 압력이 약할 때, 2 개의 밸브에 의하여 혈액의 역류를 방지하고 관형태의 구조에 의해 혈액의 정체량을 줄일 수 있는 새로운 박동형 관형 심실보조장치를 개발하였으며, 체외실험과 동물실험으로 박출량과 펌프의 압력을 측정하여 그 특성을 평가하였다.
배경: 체외순환으로 발생하는 전신성 염증반응을 줄이기 위해 체외순환 회로의 표면에 초친수성 표면개질을 시행한 후 혈장 단백의 흡착 및 혈소판의 변화를 관찰하였다 대상 및 방법: 60kg 내외의 돼지 10마리를 대상으로 하였다. 체외순환은 좌심방과 상행대동맥에 캐눌라를 거치하여 원심성 바이오펌프를 이용해 2시간 동안 정상체온 하에서 시행하였다. 이때 실험군(n=5)에서는 체외순환회로에 초친수성 표면처리를 하였으며 대조군(n=5)에서는 상용화된 일반적인 튜빙을 사용하였다. 체외순환에 따른 염증반응의 정도를 비교하기 위하여 혈소판 수 및 응집능 검사, 트롬빈-안티트롬빈 복합체 검사, 그리고 혈액 내 총 단백량을 측정하였다. 결과: 양 군에서 모두 혈소판의 수 및 응집능 기능검사에서 유의한 차이를 보이지 않았으며 또한 트롬빈-안티트롬빈 복합체의 농도에서도 두 군 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 총 단백량의 측정에서는 체외순환 후 대조군에서 실험군에 비해 유의하게 감소되었다. 결론: 초친수성 표면처리는 체외순환 시 혈장 단백의 표면흡착에 따른 혈장 단백의 감소를 줄일 수 있었으나 이로 인한 염증반응의 감소효과는 관찰할 수 없었다.
배경: 경피적 심폐 보조장치(PCPS)는 체내의 가스교환과 혈액의 관류를 간접적으로 도와줌으로써, 장기를 회복시키기 위한 다른 치료법의 사용을 용이하게 하고, 여러 다양한 임상 상황에서 출혈의 위험성을 최소화하면서 심각한 심폐부전에 빠진 환자의 생명을 구해준다. 본 저자들은 허혈성 심질환자들에서 발생한 심인성 쇼크 혹은 심정지를 PCPS로 치료한 경험을 보고하고자 한다. 대상 및 방법:1999년 5월부터 2005년 6월까지 발생한 심정지 혹은 심인성 쇼크 환자들을 대상으로 연구가 진행되었고, 환자들 중 7명에서 원심펌프인 Biopump (Medtronic inc., Minneapolis, MN), 나머지 13명에게는 자가 priming이 되는 헤파린-코팅된 EBS (Terumo, Japan)를 사용하였다. 삽관은 모든 환자에서 대퇴동맥과 대퇴 정맥을 통해서 이루어졌으며, 동맥용 케눌라는 17 Fr에서 21 Fr까지, 정맥용은 21 Fr에서 28 Fr까지 의 DLP (Medtronic inc., Minneapolis, MN) 또는 RMI (Edwards lifescienc LLC, Irvine, CA)의 비교적 긴 정맥용 케눌라를 사용하였다. 결과: 소생을 목적으로 PCPS가 시도되었던 총 20명의 환자들 중에서 심정지가 13명이었으며, 심인성 쇼크였던 환자가 7명이었다. 이들 중 11명에서 관동맥 우회술이 시행되었고, 나머지 9명의 환자에서 PCPS한 상태에서 경피적 관동맥 중재술이 시도되었다. 평균 PCPS가동 시간은 38$\pm$42시간이었으며, 총 20명의 환자들 중 PCPS 이탈이 가능하였던 11명($55\%$)의 환자 중 총 8명($40\%$)의 환자가 특별한 합병증 얼이 평균 27$\pm$17일만에 퇴원하였다. 퇴원한 환자는 현재 모두 생존하여 치장 31개월째 외래 추적관찰 중이다. 결론: PCPS를 시행함으로써 혈역학적 회복을 가져옴으로써 다른 방법으로는 살리기 힘들었던 심정지 또는 심인성 쇼크로부터 환자를 구할 수 있고, 일단 회복된 환자들은 장기 생존율을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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